Sunce je tako velika vodikova kugla da gravitacijski tlak u središtu oduzima elektrone od atoma vodika i gura protone tako čvrsto da se lijepe jedni za druge. "Lijepljenje" na kraju stvara helij, a također oslobađa energiju u obliku fotona gama-zraka. Ti se fotoni probijaju kroz čestice na suncu, gubeći pritom nešto energije i napokon se izlazeći iz sunca izlažu kao x-zrake, infracrvena i vidljiva svjetlost. Put od središta do izlaska sa sunca traje mnogo koraka i mnogo godina.
Gama zrake
Stvaranje helija iz vodika u sunčevoj jezgri je trostupanjski proces koji izravno oslobađa jednu gama zraku, a neizravno drugu. Gama zrake su elektromagnetsko zračenje, baš kao i mikrovalovi, radio i svjetlosni valovi, što znači da putuju brzinom svjetlosti: 300 000 kilometara u sekundi (186 000 milja u sekundi). Sunce ima radijus od oko 700 000 kilometara (435 000 milja). Stoga biste s razlogom mogli očekivati da će gama-zrak doći van sunca oko 2,3 sekunde nakon što je stvoren. Ali to se ne događa.
Sudari
U sunčevoj jezgri protoni i jezgre helija toliko su debeli da emitirana gama zraka ne može doći jako daleko prije nego što se apsorbira. Ako zamislite da se gama zraka emitira točno u središtu sunca, ona će krenuti točno prema površini. Kad se sruši na proton, rezultat sudara je proton s dodatnom energijom. Proton se odriče te dodatne energije emitiranjem drugog fotona gama zraka. Ali ovaj bi mogao krenuti u bilo kojem smjeru - čak i odmah tamo odakle je krenuo. I tako ide, s gama zracima koji se kreću od jednog sudara do drugog, mijenjajući smjer svaki put kad se apsorbira i ponovno emitira.
Slučajna šetnja
Zamislite da postoji tip toliko pijan da se mora držati za svjetlosni stup kako bi ustao. Želi doći do sljedećeg svjetlosnog stupa, udaljenog samo 10 koraka, ali toliko je pijan da ne može hodati u ravnoj liniji. Dovraga, toliko je pijan da bi, nakon što napravi jedan korak, sljedeći korak mogao krenuti u bilo kojem drugom smjeru. To fizičari i matematičari nazivaju "šetnjom pijanaca" ili "slučajnim hodanjem". Pitanje je, koliko će trebati momku da stigne od jednog stupa do drugog? Odgovor je da ako je njegova početna i završna točka odvojena s 10 koraka, trebat će mu - u prosjeku - 100 koraka da stigne - to je 10 na kvadrat To je ista situacija s kojom se gama zrak suočava u jezgri sunca.
Pretpostavke
Kada pokušavate riješiti problem sa slučajnim hodanjem, najvažnije što trebate znati je koliki su koraci. Dva su problema s pronalaženjem fotona gama zraka na suncu. Prvo, uvjeti nisu jednaki na cijelom suncu, pa se udaljenost između gama zraka "ruši" s ostalim česticama. Drugo, nitko nikada nije posjetio središte sunca, pa svejedno treba napraviti neke pretpostavke. Postoje svakakve opravdane pretpostavke, koje se kreću od jedne desetine milimetra do oko centimetra. Izbor ove udaljenosti ima velik utjecaj na izračun vremena.
Koliko dugo treba
Polumjer sunca je 700.000 kilometara, što je 7 bilijuna "koraka" ako je svaki korak desetina milimetra, i 70 milijardi koraka ako je svaki korak 1 centimetar. Iz problema s hodanjem pijanice znate kako je prosječan broj koraka potrebnih za postizanje određene udaljenosti jednak kvadratu broja koraka koji bi trebao prijeći u ravnoj liniji. Dakle, trebalo bi 49 bilijuna bilijuna koraka od 0,1 milimetra i 490 milijardi bilijuna koraka od po 1 centimetar. Vrijeme potrebno za putovanje tim koracima je ukupna udaljenost podijeljena sa brzinom svjetlosti. Dakle, ako mislite da fotoni putuju samo 0,1 milimetara između padova, trebat će više od pola milijuna godina da foton pobjegne suncu. Ako mislite da je riječ o centimetru, trebat će oko 5000 godina da foton izađe van sunca.
